JPS6099470A

JPS6099470A - 射出シリンダの流量制御方法

Info

Publication number: JPS6099470A
Application number: JP20370483A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mihara; 三原　毅史
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1983-11-01
Filing date: 1983-11-01
Publication date: 1985-06-03
Also published as: JPH0453613B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は、射出成形機やタイカスト機等の射出シリンダ
の流４％制御方法に関するものである。

［従来技術］第１図および第２図に従って説明する。第１図は従来の
ダイカスト機の射出シリンダの流量制御機構を表してい
る。

射出シリンダｌのロッド２にはカンプリング３を介して
プランジャ４が連結され、スリーブ１６内の溶融金属（
以下、溶湯という）１９を固定型１７とｉｆｆ動型１８
で形成されるキャビティ２０内に充填する。カップリン
グ３には、ストライカ５が取伺られ、ストライカ５はプ
ランジャ４と一体重に移動する。６ａ〜６Ｃはリミ・ン
トスイッチで、リミントスイッチ６ａはプランジャ４の
戻り限を、リミットスイ、チロＣは６１ｊ０進限を示し
、リミントスイッチ６ｂはプランジャ４の前進途中での
速度変更を指令する。７は（１制御器で、射出指令、リ
ミントスイッチ６ａ〜６Ｃの信号を受け、方向制御弁８
もしくは９に指令を送る。方向制御ゴ「８もしくは９は
、逆止弁１２もしくは１３の開閉を制御しており、これ
により、例えば、アキュムレータ等の油圧源１４からの
液量を、小流量制御用の絞リブｊｌＯもしくは大流星回
（ｉｔ用の絞り弁１１により流量調整し、油圧回路１５
を通して射出シリンダｌに導くことにより、プランジャ
４の移動速度を調整している。このようにして、溶湯１
９のキャビティ２０内への充填が完了間際になると、抵
抗が増大するため、射出シリンダ１へ供給される油圧は
」二昇し、リリーフ弁２２の設定圧以上となり、これを
作動させる。そうすると、油圧パイロント方式の方向制
御弁２１か切換り、これまでは第１図に示すごとく射出
シリンダ１のロッド側とヘッド側が通じていた状態の、
いわゆるランアラウンド回路から、射出シリンダ１のロ
ッド側が方向制御弁２１．絞すゴｊ２３を介してタンク
ラインへ導かれる単動シリンダ回路になる。以−１−の
説明で明らかなように、ランアラウンド回路から中動シ
リンダへの切換は、リリーフ弁２２の設定圧で行ってい
る。また、絞り弁２３を調整することにより、射出シリ
ンダ１のロッド側の作動油のＤ１出能力をＯｆ変ｉｉ）
能となるため、溶湯１９をキャビティ２０内へ充填する
際のｆ４込力の上ｙ１時間を調整出来る。

第２図は、第１図に示したタイカスト機の射出シリンダ
ｌの流量制御機構に基づいて溶湯の鋳込を行った例であ
り、第２図（ａ）は横軸にストロークＳｔ、縦→１１１
に射出速度Ｖをとっており、低速の射出速度を同一にし
、高速の射出速度を（３）→（２，＋　−＋　（！！の
順で犬きくしている。第２図（ｂ）は横軸に時間ｔ　、
　Ａｍ４１１ｂに鋳込力Ｆをとっており、第２図（ａ）
に示した速度状ｉｊｌ’＋　（Ｌ）〜（３）に対応して
鋳込力の上ｙ１時間がΔｔ１〜Δｔ３と変化している状
ｙ八ｉをンＪ（す。これは、従来機では、第２図（ａ）
。

（ｂ）に示すごとく、本来ならば絞り弁２３によって調
整Ｏｆ能なはずの鋳込力の−に５１時間Δｔが、溶湯１
９をキャビティ２０内へ充填完了する直前の射出速度に
よって変化せしめられることを表している。その理由は
、イノｆ込力、すなわち、射出シリンダ１が溶湯１９に
り−える力の」−髪１時間をより短くするとＵうことは
、射出シリンダ１のヘント側の作動油を如何に短時間に
圧縮するか、つまり、圧縮性流体である作動油の圧縮量
分だけ、如何に短時間に作動油を供給するかに掛ってお
り、第２図に示したごとく充填完ｒ直前の射出速度が速
いほど、作動油の供給量も多いため、自ずと、鋳込力の
」−分時間も短くなるためである。

以上、小した様に、従来機では、充填完ｒ直前の射出速
度を調整すれば、ナノＪ込力のＪ−’１Ｊ１１！ｒ間調
整用の絞り弁２３も再調整する必要があった。

［本発明の口的及υ構成］本発明は、以上に示した様な欠点を解決する為に行った
もので、その］」的は、キャビティへの溶融’＋１７１
質の充ｊｉ！ｉ完了的前の射出速度にかかわらす、２ノ
Ｉ込力の」−シ１時間を均一化し、爪型の値になるよう
に制御することである。

この為に、本発明では、射出速度を制御する流ｊｈｋ　
：Ｉｊｊ御ゴｒに、キャビティへの充填加圧用のゴ１゛
開度をＪＪ：備させて、射出速度如何に関わらず、充Ｊ
ｂｊ加ハ、力の］−分時間の均一・化をはかると共に、
このゴ１゛開度を調整することにより、そのＬ９１１１
１Ｉ間を所定イ１１１に制ｊコｌｌ呵能にした。

さらに、本発明では、前述の充填加圧用のゴ１゛開度ま
で流量制御弁を開閉するタイミングとして、射出速度が
敏速特性になったことを検知して、それを用いるように
した。

Ｕ実施例］第３図は本発明をダイカスト機の射出回路に適用した例
であり、第１図と同一の構造９機能を有すものは番号を
同じくし、その説明を省略する。

プランジャ４と一体的に移動するストライカ５上には、
磁化部と非磁化部を交互に等間隔で配置して目盛とした
、いわゆる磁気スケール２１が取り付けられている。

この目盛を磁気検出器２７で検出して、パルス状信号と
して形成し、それをストローク検出器２８で計数して、
プランジャ４のストローク位置Ｓｔを得ている。速度検
出器２９は、このストｏ−りｆＱｉδ５ｔｔ一時間微分
して、プランジャ４の速度信号すに変え、加速度検出器
３ｏはこの速度信号Ｖを時間微分して加速度信号αに変
換している。判断器３１は、速度信号Ｖが一定の速度間
イ１１ＶＱ以上になった時、加速度信号αを受けて、そ
れが負の値となったか否かを判断している。

ここで速度ＩＡＩ　（ｉｆｆ　ｖ　ｏを設けたのは、キ
ャビティ２０内に充填する高速射出速度領域外で加速度
が負になった場合を除外する為であり、　ｌｐ的にタイ
カスト機の場合、低速の射出速度はｌ　ｍ　／　ｓｅｃ
以下、高速の射出速度は１．５　ｍ／５ｅｃｕｈである
ため、この速度閾値ＶＱは１〜１．５　ｍ／ｓｅｃに固
定設定しても差し支えない。無論、速度闇値び○を可変
としても、若−１−面倒だが、全く問題ない。

２５はスＩ・ローフ設定器で、射出速度を変更したいプ
ランジャ４のストローク位置を入カ設冗゛出来、ストロ
ーク検出器２８がらのストローク位置と設定されている
ストローク位置が一致した時、一致４８号を出力する。

開度制御器２４はこの一致信号を受け、あらかじめ開度
設定器２６に設定されているブｒ開度まで、パルスモー
タ３２によって駆動Ｓれる流量制御弁３３を調整する。

この時、開度設定器２６には各射出速度に対応した弁開
度に加えて、キャビティへ溶湯を充填加圧する為の弁開
度を具備しており、これは前述の判断器３１の信号を開
度制御器２４が受けて、同様に流量制御弁３３を調整す
る様にしている。ここで、パルスモーク３２駆動型であ
るデジタル直動型の流量制御弁３３を用いているのは、
高応答性を確保するためで、従来型の流量制御弁では応
答遅れにより適用出来なかったが、本流量制御弁３３で
は、ｌ　ｍ　ｓｅｃ　＋’ｌｔ位での１１ツノ御がＩＩ
ｆ能となったからである。

第４図は、本発明を実施するのに適したデジタル直動型
の流４１制御弁３３を示すものである。

第４図に２１＼す流量制御弁３３において、３４は＋Ｉ
ｌ線方向からの作動油流入口３５と軸線と直角方向への
作動油流出口３６とを有するハルブホティ、３７はパル
プボディ３４中を軸線方向へ移動するスプール、３８は
スプール３７の後部に一体に設けられたナツト軸、３９
はナツト輔３８の内部輔心部にポールねし４０によって
螺合されているねしＱＩ＋、４１はねじ軸３９とパルス
モータ３２の＋ｋｌ＋とを連結するジヨイント、４２は
ナツトｌｌｌ１ｌＩ３８の回転を阻止しｄｌ＋方向への
移動をカイトするキーである。

パルスモータ３２の回転に応じてスプール３７が＋ｌｊ
ｌ＋線方向に前後進して、パルプの開閉と開度の調整を
瞬時に行い、流量制御を行う。この流量制御弁２３は、
前記したように、軸線方向端面部に作動油流入口３５を
備え、側面に作動油流出］」３６をｆｆｉ＋えたシリン
ダ状のパルプボディ３４内で、スプール３７をパルスモ
ータ３２の作用によって１１４１＋線方向に駆動して流
ｂ）制御を行うもので、作動油によるスプール３７の軸
線方向推力をスプール３７の開き量及び移動速度の増加
に応じて急激に低トーさせることにより流Ｌ１の高速ジ
ノ換えに８黄な駆動力を軽減させ、流星制御弁３３によ
る流ｒ１；、の高速ｙＪ換え性能の一層の向上及び駆動
力の軽減を行えるようにしたものである。

このが口、り制御ゴ１゛３３では、制御パルス発生器で
ある開度制御器２４からのＦｌ／ｊ　ｕｒＪパルス列に
より、パルスモータ３２の四転低、すなわち、回転角度
によりスプール３７の開きＪＩ）が決まって、射出シリ
ンダｌへの流量が制御されるし、また、パルスモータ３
２の前記回転の際の回転速度の大小によって流ｈ１−の
変化率、すなわち、速度の立上り状態が決まる。

なお、このような構造と作用とをもたした流ｈ￥制御弁
３３では、速度変更の指令を受けて実際にスプール３７
が開き始めるまでの時間を最大１ミリ秒以下に押えるこ
とができるようになり、従来の通常の流量制御バルブに
比べて、応答性が極めて良く、また、５ｒ開閉などの作
動性や操作精度も極めて良くなった。

なお、ナツト輔３８の表面の一部には永久磁石４３を固
定し、この永久磁石４３と対向ケーシング４４の一部に
は、例えばゼロクロスセンサと呼ばれる磁気作用による
位置検出器４５を増刊けている。位置検出器４５は永久
磁石４３の移動に感応する近接スイッチで構成し、ナツ
ト輔３８やスプール３７の軸線方向の移動距離をここで
正確に検知して、制御装置にフィードバックすることが
できる。また、スプール３７の零位置を永久磁石４３と
位置検出器４５の作用によって電気的に検知して、開度
制御器２４を介して、パルスモータ３２をその位置に正
確に止めておくことができるようにすることもできる。

なお、位置検出器４５としては、精度０．０１ミリのも
のを用いることかできる。

本実施例では、このようなパルスモータ３２によって駆
動される流量制御弁３３を用いているので、イナーシャ
が小さくなって応答性が良くなり、制御が確実、かつ容
易に行える。Ｊ−だ、スプールスラスト力の増大も抑え
ることができる。

第５図は、第３図に示した用出回路で、弁開度ＶＯ［第
５図（ａ）コ　、パルスＰ［第５図（ｂ）］、０４出速
度ｖ［！Ｊｉ　５図（Ｃ）］、加加速度計第５図（ｄ）
］、充填加圧力Ｆ［第５図（ｅ）］等を制御した例であ
る。横軸は、いずれも、プランジャ４のストロークＳｔ
であり、縦軸は、第５１図（ａ）がバルブ開度ＶＯ１第
５１図（ｂ）がパルスＰ、第５１２（Ｃ）が射出速度γ
、第５図（ｄ）が加速度α、第５図（ｅ）か充填加圧力
Ｆである。

第５図（Ｃ）に示すように、例としては、射出速度ｙを
ｖ１〜？７′３の３段に功科えており、低速度ゾ２を低
速度ｖ１に対して減速しているのは、キャビティ２０内
の入口部、すなわち、ゲートを溶湯１９か通過する際の
流れ速度を押えるためである。ぜ〕はキャビティ２０内
へ溶湯１９を充填するだめの高速度であり、図中に示す
ごとく、■〜Ｑ）の様に高速び３を変化させると、前述
した様に、従来は、充填加圧力Ｆの」−Ｈ時間Δｔは変
化していたが、本発明では、第５図（ａ）に示すように
、速度ｖ１〜ｖ３に対する開度ｖＯ１〜ＶＯ３に加えて
、充填加圧の為に別個に独立して開１８：ｖＯ４を設け
ているため、高速射出時にプランジャがほぼ行きついて
射出速度が落ちかけたとき、流ＨＨＩ制御弁３３の弁開
度をただちに、かつ、可及的すみやかに大きくし、射出
シリング１に多ｊＩｉの流量を供給することによって射
出シリングｌに油圧を急速に作用させうろことができ、
その時、高速？７′３如何にかかわらず、常に一定の開
度、すなわち、作動流体を圧縮するためのがｔ量の確保
を均一化させることができるため、上昇時間ΔＬを変化
させることなく、常に、第３図に示した絞り弁２３の調
整により制御させることができる。

また、弁開度ＶＯ３からＶＯ４へ移行する時期は、第３
図に示した制御回路に従うと、第５図（ｄ）に示すごと
く、加速度αが負、すなわち、速度プが４°δちはしめ
た点を検知して行っている。

ここで、その検知は、速度Ｖが一定の速度閾値ｖｏ以上
になってからという制限を設けでいるため、ｖ１→ｖ２
に減速した時の加速度が負になる点を検知することはな
い。

以」二の例では、加速度が負になる点、すなわち、速度
が減じ始めた点を検知する際に、一定の速度ｙｏ以上と
いう制限を設けたが、一定のプランジャ４のストローク
を経た後、ないしは、射出開始より一定の時間を経た後
に行わせても、同様の効果が期待できる。

さらに、本実施例では、開度ＶＯ４を一定として扱い、
充填加圧時間Δｔの調整は、絞り弁２３の調整にのみ依
存させたが、逆に、絞り弁２３を一疋とし、開度ＶＯ４
を変化させて、充填加圧時間Δｔを調整してもよい。た
だし、絞り弁２３が、射出シリンダ１の排出流量を制御
するメータアウト型絞りに対し、開度ＶＯ４を調整する
のは、射出シリンダｌへの流入流量を制御するメータイ
ン型絞りであるので、その効果には、射出完了時などに
発生しようとする異常圧力のピーク値のあられれ方等に
、若干の差異がある。

［本発明の効果］以」二示した様に本発明によれば、４８５許請求の範囲
に記載したような構成にしたので、つぎに示すような効
果が得られる。

（１）充填完了直前の高速射出速度にかかわらず、充填
加圧開度を別個に流量制御弁に設けて流量を制御するよ
うにしたため、充填加圧時間が安定する。

（２）高速射出速度が減速特性になったことを検知し、
高応答性の流量制御弁で弁開度設定を行えば、応答遅れ
が生じない。

（３）減速特性を検知するのに、速度、ストローク、時
間等の制限を設けておけば、射出途中で減速することか
あっても、前記充填加圧開度にならないように制御でき
る。

したがって、前記（１）、（２）に記・成したこととあ
いまって、制御の安全性を高くすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置に類した従来の装
置の１例を示す油圧回路図、第２図は第１図の装置にお
ける制御状態を示すもので、第２図（ａ）はストローク
−射出速１隻線図、第２図（ｂ）は時間−鋳込力線図、
第３図は本発明を実施するための装置の１実施例を示す
油圧回路図、第４図は本発明の実施に適した流量制御弁
の１実施例を示す縦断面図、第５図は本発明における制
御状態を示すもので、第５図（ａ）はストローク−バル
ブ開度線図、第５図（ｂ）はストローク−パルス線図、
第５図（Ｃ）はストロークー射出速度線図、第５図（ｄ
）はストローク−加速度線図、第５図（ｅ）はストロー
ク−充填加圧力線図である。 ■・・・射出シリンダ、４・・・プランジャ、５・・・
ストライカ、１４・・・油圧源、１６・・・スリーブ、
１９・・・溶湯、２０・・・キャビティ、２１・・・磁
気スケール、２３・・・絞り弁、２４・・・開度制御器
、２５・・・ストローク設定器、２６・・・開度設定器
、２７・・・磁気検出器、２８・・・ストローク検出器
、２９・・・速度検出器、３０・・・加速度検出器、３
１・・・判別器、３２・・・パルスモータ、３３・・・
流量制御弁！Ｉ！ｌ許出願人出願人部興産株式会社第１図第３図第４図３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）射出シリンダに供給される流量ないしは射出シリ
ンダからυ１゛出される流量を調整する流部制御弁を用
いて該射出シリングの射出速度を多段に変更させる流量
制御方法において、ｌｉＡ流量制御Ｊ１１ゴｔに各射出
速度に対応する弁開度を指令するのに加えて、キャビテ
ィ内へ成形材料を充填加圧するための弁開度を指令して
流４１．を制御することを特徴とする射出シリンダの流
は制御ノコ法。
（２）キャビティ内へ成形材料を充填加圧するための弁
開度を調整し、成形材料に加えられる圧力の−４−＋１
時間を調整ｒ＋ｆ能にしたことを！ｌ１１徴とする特許
請求の範囲第１項記載の射出シリンダの流量制ｊｉ１方
法。
（３）キャビティ内へ成形材料を充填加圧するだめの弁
開度まで流ＪｊＪ制御ゴ１゛を作動させる１１，１点と
して、キャビティ内へ成形材料を充填射出する身４１１
４シリンダの射出速度が減速特性になったことを検知し
た点、ないしは、所Ｗの減速特性イ１？１に到達したこ
とを検知した点を用いたことを４．′Ｔ徴とする特許請
求の範囲第１項または第２イｊ　ｉ、Ｌ！載の射出シリ
ンダの流量制用１方法。
（４）減速特性になったことを検知する〔段として、射
出シリングの加速度が負となることを検出することを特
徴とする特許請求の範囲第３　Ｊｎ記載の射出シリンダ
の流量制御方法。
（５）所定の射出シリングのストローク、もしくは、所
ＩＩＪ：′の射出開始からの１１ｊ７間、もしくは、所
定の用出速匹に達するまでは減速特性の検知を行わない
ようにしたことを特徴とする４１此１請求の範囲第４項
または第５ダ１記・１況の射出シリンダの流ｊ、ｌ、、
　Ｈ１ｙｌｉ誹リカ法。